文_焦世娟

山西省運(yùn)城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)綜合行政執(zhí)法隊(duì)

1 通過(guò)輻照消毒技術(shù)進(jìn)行固體廢物處理

1.1 技術(shù)原理

γ射線以及電子束等的電離輻射有著超過(guò)50eV 的高能量，可以讓分子直接或者是間接實(shí)現(xiàn)激發(fā)、電離。吸附在固體廢物表面的水在這些射線的照射下，會(huì)吸收大量的能量，進(jìn)而出現(xiàn)輻射分解現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)H 和OH 等的這些具有較強(qiáng)活性初生態(tài)自由基的生成，這些自由基可以和有機(jī)化合物之間發(fā)生反應(yīng)，通過(guò)轉(zhuǎn)移或者是化合的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)有機(jī)化合物降解。而在固體廢物中，病原體以及細(xì)菌的構(gòu)成成分就是有機(jī)化合物，因此，通過(guò)輻射消毒技術(shù)，可有效殺死這些病原體和細(xì)菌，避免其對(duì)環(huán)境造成污染。

就射線自身的發(fā)射功率來(lái)看，14kW 形式的加速器可等同于數(shù)萬(wàn)個(gè)鈷－60 放射源，但是因?yàn)殁挘?0 放射源的發(fā)射射線呈球狀，所以其射線并不能獲得足夠高的利用率，通常情況下，其他的射線都會(huì)浪費(fèi)掉，但是加速器所發(fā)射出的射線會(huì)朝著同一個(gè)方向，這樣就可以實(shí)現(xiàn)射線利用率的顯著提升。因此，如果對(duì)射線實(shí)際利用率加以考慮，14kW 形式的加速器則相當(dāng)于更多數(shù)量的鈷－60 放射源，具體情況如表1。

表1 γ射線發(fā)射功率情況

1.2 具體應(yīng)用

1.2.1 在醫(yī)療廢物和港口垃圾處理中的應(yīng)用

醫(yī)療廢物中不僅含有大量的病毒和致病菌，同時(shí)也含有一定量的化學(xué)藥品或者是重金屬化合物，且含有聚氯乙烯、聚乙烯以及聚丙烯等的塑料成分，其含量大約為20%。如果通過(guò)燃燒的方式進(jìn)行處理，將會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，因此，為有效避免其處理過(guò)程中的有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生，就需要借助于輻照消毒技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。港口垃圾中有大量的纖維素、塑料以及食物碎屑等，可能存在一些動(dòng)物性的傳染病病原體，所以對(duì)這些固體廢物及其存放容器進(jìn)行處理的過(guò)程中，也可借助于輻照消毒技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理。

1.2.2 在污泥處理中的應(yīng)用

污泥中有大量的生物價(jià)值和能量存在，屬于優(yōu)良的土壤改良劑和農(nóng)田肥料，但因?yàn)槠浜写罅康牟≡w，所以污泥并不能直接使用。在以往的污泥處理中，大多采用化學(xué)處理、巴氏消毒以及堆肥化處理方式進(jìn)行處理，但是這些方法所收獲的效果都不是十分理想，工業(yè)化的處理也難以有效實(shí)現(xiàn)?；诖?，將輻照消毒技術(shù)應(yīng)用在污泥處理中，將會(huì)有效克服傳統(tǒng)污泥處理的缺點(diǎn)，在通過(guò)該方法處理之后的污水沉淀物中獲取到的廢料和通過(guò)熱處理法進(jìn)行污水處理所獲得的廢料基本一致，但是在其淤泥沉積體積則會(huì)比傳統(tǒng)處理方式下的淤泥沉積體積縮小1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，且這種處理效果在很低的輻射率條件下即可實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)實(shí)踐與研究發(fā)現(xiàn)，輻照消毒技術(shù)在污泥處理中將會(huì)表現(xiàn)出以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：①可以將污泥中的病毒和病菌殺死，相比較熱處理而言，該技術(shù)的處理更具可靠性。②處理過(guò)程中并不會(huì)將污泥中所含有的有機(jī)物破壞，不會(huì)使其肥力降低，也不會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味。③可防止污泥中所含有的雜草種子發(fā)芽，但是對(duì)正常種子發(fā)芽不產(chǎn)生不利影響。④處理溫度較低，通常在25 ～30℃之間即可，可有效降低工廠設(shè)備的腐蝕性。⑤可以將危險(xiǎn)和有毒的有機(jī)污染物氧化，將生物降解困難的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成易降解型的化合物。⑥在輻照之后，污泥的脫水性能將十分良好，可節(jié)約化學(xué)絮凝劑以及相應(yīng)的反應(yīng)設(shè)備。⑦在通過(guò)輻照滅菌處理之后，污泥可以直接作為肥料應(yīng)用在農(nóng)田里。

2 通過(guò)輻照回收技術(shù)進(jìn)行高分子固體廢物處理

2.1 技術(shù)原理

γ射線或者電子束輻照可讓高分子聚合物中的C-C 鍵斷裂，進(jìn)而使其分解。在輻射所誘發(fā)的降解條件下，將會(huì)獲得到固態(tài)形式、氣態(tài)形式以及液態(tài)形式的小分子產(chǎn)物，這些產(chǎn)物可作為適當(dāng)?shù)暮铣晌镌?。同時(shí)，輻照也可以讓分子之間實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，進(jìn)而讓高分子化合物所具備的各種性質(zhì)發(fā)生改變。比如，在聚乙烯經(jīng)過(guò)輻照處理之后，便會(huì)具有良好的抗熱性，可用作電線等的絕緣層。借助于輻射技術(shù)以及高分子材料之間的相互作用 ，可以讓高分子固體廢物得到良好的回收與再利用。在對(duì)固體廢物進(jìn)行處理的過(guò)程中，主要的輻照技術(shù)有三種，一是γ射線，二是X 射線，三是電子束，三種輻照技術(shù)的對(duì)比分析情況見(jiàn)表2。

表2 固體廢物處理中三種輻照技術(shù)的對(duì)比分析情況

2.2 具體應(yīng)用

2.2.1 在廢塑料處理中的應(yīng)用

在固體廢物處理中，廢塑料處理始終是一項(xiàng)有待解決的問(wèn)題，因?yàn)閺U塑料屬于不易降解的固體廢物，這種廢物很難得到合理有效的處理，如聚四氟乙烯就不可采用生化法來(lái)進(jìn)行分解，且機(jī)械磨碎也十分困難；如果通過(guò)高溫法進(jìn)行處理，將會(huì)有大部分有毒氟化物產(chǎn)生，進(jìn)而對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。在對(duì)此類固體廢物進(jìn)行處理的過(guò)程中，借助于輻照處理技術(shù)，便可誘發(fā)其降解，使其處理困難問(wèn)題得以有效解決。

在具體的處理過(guò)程中，γ射線以及電子束都可以對(duì)聚四氟乙烯進(jìn)行降解。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在采用γ射線對(duì)聚四氟乙烯進(jìn)行降解的過(guò)程中，其輻射化學(xué)產(chǎn)額G 可以達(dá)到12.8，這里的輻射化學(xué)產(chǎn)額指的是在處理體系中，每吸收100eV電離輻射能量之后形成的分子數(shù)或者是破壞的分子數(shù)，而在采用電子束對(duì)聚四氟乙烯進(jìn)行降解處理的過(guò)程中，其輻射化學(xué)產(chǎn)額G 可以達(dá)到41.2。為保障獲得的產(chǎn)品份額分子大小符合實(shí)際要求，在對(duì)廢塑料進(jìn)行輻照處理的過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)輻照劑量、輻照溫度以及劑量率的合理控制來(lái)實(shí)現(xiàn)其誘發(fā)過(guò)程的良好控制。在通過(guò)輻照回收技術(shù)進(jìn)行廢塑料處理之后，獲得的各種降解產(chǎn)物都有著良好的應(yīng)用價(jià)值，如可以將全氟烯烴轉(zhuǎn)化成一種性能特殊的氟化表面活性劑，也可以將其氧化成用途特殊的全氟羧酸。另外，在通過(guò)該技術(shù)進(jìn)行廢塑料的處理過(guò)程中，也會(huì)有全氟烷烴作為副產(chǎn)品形成，該物質(zhì)可用作潤(rùn)滑劑、溶劑以及絕緣材料，且具有非常高的質(zhì)量。

2.2.2 在廢橡膠處理中的應(yīng)用

借助于輻照回收技術(shù)，可以對(duì)橡膠進(jìn)行硫化處理，同時(shí)也可以對(duì)廢舊的橡膠進(jìn)行脫硫處理。在具體的廢橡膠處理過(guò)程中，輻照回收處理技術(shù)主要借助于γ射線以及電子束所特有的敏感性特征，讓廢舊橡膠中的化學(xué)鏈發(fā)生降解，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)其耐用性能以及加工性能的進(jìn)一步改善。目前，輻射回收技術(shù)已經(jīng)成為舊輪胎等廢橡膠處理中的一種非常成熟的處理方法，根據(jù)相關(guān)實(shí)踐和研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輻照劑量在70kGy 的情況下，原始膠樹中所含有的樹脂以及回收過(guò)程中的橡膠混合物便會(huì)實(shí)現(xiàn)可塑性的顯著增強(qiáng)，而在該劑量下，雖然廢橡膠會(huì)在拉伸強(qiáng)度等的這些物質(zhì)性能方面有所減弱，但是減弱的程度非常小。在射線的輻照作用下，大多橡膠都會(huì)出現(xiàn)彈性體交聯(lián)反應(yīng)，僅僅有極少數(shù)的膠種因含有四價(jià)碳原子基團(tuán)而發(fā)生降解反應(yīng)，比如丁基硫化膠就會(huì)在輻射場(chǎng)很高的情況下出現(xiàn)降解反應(yīng)。

丁基硫化膠的主要用途是制作汽車輪胎，其主要的原材料是丁基橡膠。就安全角度來(lái)看，汽車輪胎的使用壽命通常都比較短，所以隨著我國(guó)汽車保有量的逐年增加，此類廢橡膠的數(shù)量也在與日俱增。而在對(duì)丁基硫化膠進(jìn)行輻照回收處理的過(guò)程中，輻照射線劑量對(duì)其降解程度有著決定性作用，因此在具體處理中，可通過(guò)輻照射線劑量的適當(dāng)調(diào)節(jié)來(lái)保障處理效果，讓各種質(zhì)量和各種塑性值條件下的丁基再生橡膠得以有效形成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)丁基硫化膠的良好回收與再利用。目前，我國(guó)在丁基橡膠的回收和再利用方面已經(jīng)達(dá)到了非常高的水平， 其處理和再利用效果也非常理想。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們?cè)诠ぷ骱蜕钪兴a(chǎn)生的固體廢物數(shù)量也在不斷增加。這些固體廢物大多都屬于不易降解的物質(zhì)，且其中含有大量的有毒有害物質(zhì)，如果通過(guò)傳統(tǒng)的處理工藝來(lái)進(jìn)行處理，勢(shì)必會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成越來(lái)越嚴(yán)重的污染。而借助于輻射技術(shù)，將會(huì)有效解決傳統(tǒng)固體廢物處理中難以解決的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)固體廢物的有效處理，并使其中有利用價(jià)值的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)良好的回收再利用。